永磁同步电动机功角闭环控制

针对永磁同步电动机在他控式变频调速运行方式下的失步和效率问题,通过对功角特性及稳定性分析,提出了一种功角闭环控制策略并详细阐述了该控制策略的理论依据.针对被控对象特性参数随负载变化的问题,设计了分段式PAD参数模糊自整定控制器,系统实时检测电机运行功角并将功角控制在某理想值附近.为了验证方案的可行性,设计了具体的实验系统.实验结果表明,该控制策略响应速度快、无超调,系统运行稳定,无转速振荡,有效地解决了永磁同步电动机失步和运行效率问题,同时证明了该控制策略的正确性和有效性.     

永磁同步电动机变频调速系统的应用

永磁同步电动机较异步电动机具有：没有无功励磁电流及损耗,定子绕组损耗小,转子无绕组损耗,没有或较小风扇损耗,效率高等独特优势。永磁同步电动机变频调速分为他控式和自控式变频调速两大类。自控式变频调速可克服他控式变频调速失步、振荡以及动态性能差的缺点而被广泛采用。介绍了永磁同步电动机在家用电器、石油行业及电梯中的应用。还介绍了伺服控制系统专用变频器、能量反馈变频器及大功率高压变频器等。     

稀土永磁同步电动机变频调速关键技术研究

针对稀土永磁同步电动机自身特点,基于磁链轨迹控制策略,就他控式ＰＷＭ变频调速系统中效率,谐波,振荡与失步,电机与变频器匹配以及电网电压波动等关键技术进行了研究,提出了最小电流法实现系统最高效率运行和使电机与变频器按最佳压频比匹配的思想,给出了减小电机振荡与抗失对策,利用谐波抑制技术实现了输出电压波形准正弦化,并使用非零电压矢量自动补偿技术克服了电网电压波动对系统的影响。     

微机在线控制PWM的分析计算方法

针对频率自控式永磁式同步电动机调速系统逆变器１２０°导通状态，给出了一种ＰＷＭ调制模式。解决了正弦脉宽调制在线计算开关角的问题，并提出了一种分级同步ＰＷＭ控制策略。     

PMSM直接转矩控制中功率因数角与磁链关系研究

针对永磁同步电动机直接转矩控制系统中给定磁链的确定问题,提出了一种通过功率因数角计算给定磁链的方法。在建立了永磁同步电动机直接转矩控制系统数学模型的基础上,通过分析功率因数角、转矩、转速与定子磁链之间的关系,导出了在转速测量值和转矩估算已知、功率因数角给定情况下的定子磁链幅值。将该磁链给定方法嵌入在永磁同步电动机直接转矩控制系统的MATLAB仿真模型中,仿真结果表明,系统能够有效地控制电机在给定功率因数角下运行。     

一种新颖反凸极结构永磁同步电动机的设计与分析

针对具有凸极效应的常规永磁同步电动机的问题,即最大电磁转矩的功角大于90°,在负载运行时永磁体存在较大的退磁危险,提出一种具有反凸极效应的新结构永磁同步电动机,并分别对该永磁同步电动机和传统永磁同步电动机进行了有限元分析,得到了电机的气隙磁密波形和空载反电势波形,并进行了谐波分析,求出了交直轴电感特性和矩角特性曲线。与传统的永磁同步电动机相比,新结构电机不仅永磁体用量减少、气隙磁密波形更接近正弦波,而且具有反凸极特性,减小了电机退磁的危险;并且该电机的最大电磁转矩比传统结构电机提高3.33%,增强了电机的过载能力。     

损耗极小的内置式永磁同步电动机直接转矩控制

为解决永磁同步电动机驱动系统在轻载运行时效率偏低的问题,给出了一种损耗极小的永磁同步电动机直接转矩控制方案。该策略通过分析电动机损耗与转速、转矩和定子磁链的关系,建立了考虑铁心损耗的永磁同步电动机模型,根据该模型推导出了使电机电气损耗极小的最优定子磁链表达式,将最优定子磁链计算模块嵌入直接转矩控制系统,从而实现了永磁同步电动机直接转矩控制调速系统的损耗极小。实验结果表明该控制方法不仅保持了传统直接转矩控制动态响应快的特点,而且能够提高电机在轻载运行时的效率。     

永磁同步电动机的直接转矩控制研究

永磁同步电动机是一个强耦合的非线性系统。本文针对永磁同步电动机的特点,结合直接转矩控制方案,对永磁同步电动机直接转矩控制方法和调速控制问题进行了深入地研究。文中首先介绍了永磁同步电动机的基本结构,并根据电机基本理论建立了三相永磁同步电动机在转子坐标系下的数学模型,再以三相永磁同步电动机为基础,分析了直接转矩控制的基本理论,最后提出了永磁同步电动机直接转矩控制系统的原理。仿真结果表明,并且在不同参考转速给定下系统具有更好的适应性。     

电动汽车用永磁同步电动机弱磁控制系统研究

电动汽车用永磁同步电动机在基速以下恒转矩运行,在基速以上恒功率扩速运行。在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,设计了一种具有转速控制和转矩控制两种工作模式的弱磁控制系统。该系统在基于XC164的硬件平台上进行了试验,得到了永磁同步电动机控制系统的转速-转矩特性及效率曲线。试验结果表明,该系统有效满足了电动汽车的弱磁扩速要求。     

脉冲电源双馈调速系统的仿真研究

国家脉冲强磁场科学中心(筹)从美国引进的100 MW脉冲发电机电源系统的绕线式异步电动机的额定频率为60 Hz,同步转速为720 r/min,但当其供电频率为50 Hz时,其额定转速达不到其设计值,导致与电动机转子同轴的发电机飞轮的储能也达不到设计值185 MJ。针对该问题,设计了一套双闭环解耦控制的双馈调速方案,使得该电动机能够稳定运行于转速为720 r/min的超同步工况。用MATLAB/Simulink传真平台建立100MW脉冲电源系统电动机的超同步双馈调速系统的模型,并结合相关实际参数,针对超同步运行状况进行仿真。仿真结果证明了该双馈调速系统设置的正确性。     

滑模控制PMSM无速度传感器矢量控制系统

为了实现永磁同步电机(PMSM)无速度传感器控制,提出了一种基于MARS的速度辨识方案.将PMSM的电流模型作为参考模型,估算的定子磁链模型作为可调模型,设计了自适应律来对转速进行辨识.同时,提出一种在同步旋转坐标系下的滑模变结构速度调节策略,以取代传统的PI调节器,因此对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性.仿真和实验结果表明,所提出的速度调节策略和辨识方案使矢量控制系统具有较强的鲁棒性和较好的动、静态性能.     

带电阻在线辨识的改进型永磁同步电机滑模观测方法

针对永磁同步电机定子电阻的不确定性及传统滑模观测存在的固有抖振问题,提出一种带电阻在线辨识的无速度传感器改进型滑模观测方法。该方法在传统滑模观测器的基础上,采用可变边界层厚度的Sigmoid函数来取代Sign函数,并结合转速大小动态调整观测器增益;同时引入电阻在线辨识环节,运用李雅普诺夫函数设计了电阻参数在线辨识算法,并用于实时修正滑模观测器参数。仿真和实验结果表明,与传统的滑模观测器相比,该算法能够有效地抑制滑模观测器的抖振现象,转速估计对电阻变化的鲁棒性得到增强,提高了永磁同步电机驱动系统在整个调速范围内的观测精度。     

基于二阶滑模自抗扰控制的道路融冰除雪系统水泵电机优化策略

针对道路主动融冰除雪喷淋系统的电机线性比例-积分（PI）控制策略控制效率低、精确性差的问题,提出了一种基于二阶滑模自抗扰控制（ADRC）技术的转速电流双闭环控制策略。建立了喷淋系统三相永磁同步电机(PMSM)的不确定性数学模型,根据电机转速动态模型设计了扰动观测器估测负载转矩和系统的不确定性并证明了其收敛性。同时,结合超螺旋滑模控制算法,设计了复合转速控制器调节电机转速。结果表明：所提的二阶滑模ADRC策略表现出较短的响应时间,且电机恢复至额定转速的调节时间比PI控制策略缩短60%,转速超调仅为PI控制策略的48%,鲁棒性更好,能够实现电机在扰动情况下的全速域运行,可提高喷淋系统的控制精度和速度。     

麻雀搜索算法的PMSM固定时间无模型滑模控制

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors, PMSM)调速系统的易受外部负载扰动的影响,提出了一种基于改进麻雀搜索算法的PMSM固定时间无模型滑模控制策略。在转速环输入输出超局部模型的基础上构建了固定时间滑模速度控制器,设计了固定时间扰动观测器估计超局部模型的未知扰动,并通过前馈补偿的方式削弱未知扰动对调速系统带来的不利影响,提高调速系统的抗干扰能力,利用李雅普诺夫函数证明了速度控制器和观测器的固定时间收敛性。由于控制器参数较多且会影响系统性能,为了准确获取参数,提出了改进的麻雀搜索算法对控制器的参数进行优化。实验结果显示,本文提出的控制方案与PI控制相比较,有效解决了超调问题,稳定时间加快了22.8%,加载时转速变化减少了75%,表明本文提出控制方案的有效性。     

高阶滑模消抖控制在永磁同步电动机中的应用

针对永磁同步电动机滑模控制系统抖振问题,利用具有消抖作用的高阶滑模控制算法,提出一种永磁同步电动机的高阶滑模控制策略.在对同步电动机非线性模型分析的基础上,进行反馈线性化解耦控制,设计基于高阶滑模算法的永磁同步电动机控制器.进行基于半物理仿真平台dSPACE的任意阶滑模控制的实验研究,并与传统滑模控制方法进行对比分析....     

滑模控制器对永磁同步电机的调速性能研究

对永磁同步电机（PMSM）控制系统的数学模型进行了解耦,将系统分为电气和机械两个子系统,并对子系统分别设计了利用时间变化的滑动面进行电机控制的滑模控制器,在此基础上设计了基于滑模控制器的永磁同步电机调速仿真系统。通过与脉冲宽度调制（PWM）的调速仿真系统的实验结果进行对比可知,基于滑模控制器的永磁同步电机控制系统进行调速时转矩脉动更小,电机转速的超调也更小,证明了这种调速控制系统具有更好的动态调速性能。     

各向异性永磁同步电机低速控制策略

针对各向异性永磁同步电机(PMSM)无传感器控制时使用高频信号导致的转矩脉动、噪声和振动问题,设计了一种新型的各向异性PMSM无速度传感器控制策略。新方案具有较宽的速度控制范围,尤其是可以适用于低转速,且无需注入任何信号。新控制器基于改进型的反电动势观测器实现,消除了电机在发电模式下运行时传统观测器可能出现的不稳定。利用各向异性PMSM驱动试验平台对新型控制策略进行了测试。实验结果表明,新控制器的电机驱动控制性能较好,并在低速时保持系统正常运行。     

基于滑模观测器估计误差反馈的永磁同步电机转速控制策略

针对高精度伺服调速系统的永磁同步电机(PMSM)响应速度慢、转速跟踪性能差和转矩脉动大等问题,提出一种基于滑模观测器(SMO)估计误差反馈的永磁同步电机转速控制策略。首先,在永磁同步电机矢量控制基础上设计以滑模观测器转速估计误差实时分配转速PI控制和滑模控制(SMC)的复合控制策略; 其次,利用滑模观测器转速、转角估计误差设计转角速度补偿调节器对转速实时补偿,由此进行误差的转速补偿控制。最后,结果表明基于滑模观测器估计误差反馈的永磁同步电机转速控制策略相较于PI控制和滑模控制具有较小的超调量、良好的平稳性和较强的抗扰能力等优点     

永磁同步电机滑模调速系统新型趋近律控制

基于传统指数趋近律的滑模控制(SMC)系统在永磁同步电机(PMSM)调速系统中应用广泛。但是该算法在SMC系统做趋近运动时,存在明显抖振,控制精度无法应对复杂情况。为了抑制系统抖振,提高PMSM调速系统的动态和稳态性能,在传统指数趋近律的基础上引入加权积分型增益,提出了一种新型趋近律。加权积分型增益的引入使系统在滑动模态阶段滑模面函数和积分结果可以同步趋近于零,从而有效抑制系统抖振。依照所提出的新型趋近律,设计了速度控制器,并应用到PMSM矢量控制系统中。分别利用软件仿真和硬件试验与传统指数趋近律控制进行了比较,验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于迭代滑模和扰动观测器的永磁同步电机转速控制

为了提高永磁同步电机（PMSM）控制系统的转速跟踪精度和鲁棒性,抑制其周期性转矩脉动,提出了一种基于积分滑模控制和迭代学习方法的PMSM单环控制策略。控制器采用单环滑模控制策略替代了传统的转速-电流级联控制,简化了控制系统的结构,提高了系统动态响应,通过引入迭代学习控制有效抑制了因电流谐波而导致的转矩脉动,提高了转速稳态控制精度。此外,针对系统存在的外部负载扰动、模型和参数不确定性等,设计了双重扰动观测器估计系统扰动量,提高了系统的鲁棒性。最后,针对所提复合控制策略进行了试验验证。试验结果表明,所提出的控制方法具有良好的动态性能、抗干扰能力和稳态控制精度。